Клетките са градивните елементи на тялото. Те изграждат тъкани, жлези, системи и накрая тялото.

клетки

Клетките се предлагат в различни форми и размери, но всички имат обща структура.

Клетката се състои от протоплазма, безцветно, прозрачно желеобразно вещество, състоящо се от 70% вода и различни органични и неорганични вещества. Повечето клетки се състоят от три основни части: външна обвивка, наречена мембрана, център, наречен ядро, и полутечен слой, наречен цитоплазма.

Клетъчната мембрана е изградена от мазнини и протеини; той е полупропусклив, т.е. пропуска вещества като кислород и въглероден окис.
Ядрото се състои от специална протоплазма, наречена нуклеоплазма. Ядрото често се нарича "информационен център" на клетката, защото съдържа цялата информация за растежа, развитието и функционирането на клетката под формата на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). ДНК съдържа материала, необходим за развитието на хромозомите, които пренасят наследствена информация от майчината клетка към дъщерната клетка. Човешките клетки имат 46 хромозоми, по 23 от всеки родител. Ядрото е заобиколено от мембрана, която го отделя от другите структури на клетката.
Цитоплазмата съдържа много структури, наречени органели, или "малки органи", които включват: митохондрии, рибозоми, апарат на Голджи, лизозоми, ендоплазмен ретикулум и центриоли:

Митохондриите са сферични, удължени структури, които често се наричат "енергийни центрове", защото те осигуряват на клетката силата, необходима за производството на енергия.
Рибозомите са гранулирани образувания, източник на протеин, необходим за растежа и възстановяването на клетката.
Апаратът на Голджи се състои от 4-8 свързани помежду си торбички, които произвеждат, сортират и доставят протеини до други части на клетката, за които те са източник на енергия.
Лизозомите са сферични структури, които произвеждат вещества, за да се отърват от повредени или износени части на клетката. Те са „чистачите“ на клетката.
Ендоплазменият ретикулум е мрежа от канали, през които веществата се транспортират в клетката.
Центриолите са две тънки цилиндрични структури, разположени под прав ъгъл. Те участват в образуването на нови клетки.

Клетките не съществуват самостоятелно; работят в групи от подобни клетки – тъкани.

Тъкани

Епителна тъкан

Стените и обвивките на много органи и съдове се състоят от епителна тъкан; Има два вида: прости и сложни.

Прост епителентъканта се състои от един слой клетки, които се предлагат в четири вида:

Сквамозен: плоски клетки лежат като люспи, ръб до ръб, в ред, като плочки. Люспестата обвивка се намира на части от тялото, които са малко подложени на износване, като стените на алвеолите на белите дробове в дихателната система и стените на сърцето, кръвоносните и лимфните съдове в кръвоносната система.
Кубоид: Кубоидните клетки, подредени в ред, образуват стените на някои жлези. Тази тъкан позволява на течността да преминава през процесите на секреция, като например когато потта се отделя от потните жлези.
Колона: поредица от високи клетки, които образуват стените на много органи на храносмилателната и пикочната система. Сред колонните клетки има бокаловидни клетки, които произвеждат водниста течност, наречена слуз.
Ресничести: един слой от плоскоклетъчни, кубовидни или колоновидни клетки, носещи издатини, наречени реснички. Всички реснички непрекъснато извършват вълнообразни движения в една посока, което позволява на вещества, като слуз или ненужни вещества, да се движат по тях. От такава тъкан се образуват стените на дихателната система и репродуктивните органи. 2. Сложната епителна тъкан се състои от много слоеве клетки и се предлага в два основни типа.

Стратифицирани - много слоеве от люспести, кубовидни или стълбовидни клетки, от които се образува защитен слой. Клетките са или сухи и втвърдени, или влажни и меки. В първия случай клетките са кератинизирани, т.е. те изсъхнаха, за да образуват фиброзен протеин, наречен кератин. Меките клетки не са кератинизирани. Примери за твърди клетки: горният слой на кожата, косата и ноктите. Обвивки на меките клетки - лигавицата на устата и езика.
Преходен – подобен по структура на нероговял стратифициран епител, но клетките са по-големи и кръгли. Това прави тъканта еластична; от него се формират органи като пикочния мехур, тоест тези, които трябва да се разтягат.

Както прости, така и сложен епител, трябва да са прикрепени към съединителната тъкан. Съединението на двете тъкани е известно като долна мембрана.

Съединителната тъкан

Може да бъде твърдо, полутвърдо и течно. Има 8 вида съединителна тъкан: ареоларна, мастна, лимфна, еластична, фиброзна, хрущялна, костна и кръвна.

Ареоларната тъкан е полутвърда, пропусклива, разположена в цялото тяло, като е съединителна и поддържаща тъкан за други тъкани. Състои се от протеинови влакна колаген, еластин и ретикулин, които осигуряват неговата здравина, еластичност и издръжливост.
Мастната тъкан е полутвърда и присъства на същото място като ареоларната тъкан, образувайки изолиращ подкожен слой, който помага на тялото да задържа топлина.
Лимфната тъкан е полутвърда и съдържа клетки, които защитават тялото чрез абсорбиране на бактерии. Лимфната тъкан образува онези органи, които са отговорни за контрола на здравето на тялото.
Еластична тъкан - полутвърда, е в основата на еластични влакна, които могат да се разтягат и при необходимост да възстановят формата си. Пример е стомахът.
Фиброзната тъкан е здрава и твърда, състояща се от съединителни влакна от белтъка колаген. Тази тъкан изгражда сухожилията, които свързват мускулите и костите, и връзките, които свързват костите една с друга.
Хрущялът е здрава тъкан, която осигурява свързване и защита под формата на хиалинен хрущял, който свързва костите със ставите, фиброхрущял, който свързва костите с гръбначния стълб, и еластичен хрущял в ухото.
Костната тъкан е твърда. Състои се от твърд, плътен компактен слой кост и малко по-малко плътна пореста кост, които заедно образуват скелетната система.
Кръвта е течно вещество, състоящо се от 55% плазма и 45% клетки. Плазмата съставлява основната течна маса на кръвта, а клетките в нея изпълняват защитни и свързващи функции.

Мускул

Мускулната тъкан позволява на тялото да се движи. Има скелетна, висцерална и сърдечна мускулна тъкан.

Скелетната мускулна тъкан е набраздена. Той отговаря за съзнателното движение на тялото, като например ходене.
Висцералната мускулна тъкан е гладка. Той е отговорен за неволните движения, като например движението на храната през храносмилателната система.
Сърдечната мускулна тъкан осигурява пулсацията на сърцето - сърдечния ритъм.

Нервна тъкан

Нервната тъкан изглежда като снопове от влакна; съставен е от два вида клетки: неврони и невроглия. Невроните са дълги, чувствителни клетки, които приемат и реагират на сигнали. Невроглията поддържа и защитава невроните.

Органи и жлези

В тялото различни видове тъкани се комбинират, за да образуват органи и жлези. Органите имат специална структура и функция; те са съставени от тъкани от два или повече вида. Органите включват сърце, бели дробове, черен дроб, мозък и стомах. Жлезите са изградени от епителна тъкан и произвеждат специални вещества. Има два вида жлези: ендокринни и екзокринни. Жлезите с вътрешна секреция се наричат ендокринни, защото... отделят веществата, които произвеждат – хормони – директно в кръвта. Екзокринни (екзокринни жлези) - в канали, например потта от съответните жлези през съответните канали достига до повърхността на кожата.

Системи на тялото

Групи от взаимосвързани органи и жлези, които изпълняват подобни функции, образуват системите на тялото. Те включват: покривни, скелетни, мускулни, дихателни (дихателни), кръвоносни (циркулаторни), храносмилателни, пикочно-полови, нервни и ендокринни.

Организъм

В тялото всички системи работят заедно, за да осигурят човешкия живот.

Възпроизвеждане

Мейоза: Нов организъм се формира от сливането на мъжка сперма и женска яйцеклетка. Както яйцеклетката, така и спермата съдържат 23 хромозоми, а цялата клетка съдържа два пъти повече. Когато настъпи оплождане, яйцеклетката и спермата се сливат, за да образуват зигота, която
46 хромозоми (по 23 от всеки родител). Зиготата се дели (митоза) и се образуват ембрион, плод и накрая човек. По време на това развитие клетките придобиват индивидуални функции (някои от тях стават мускулни, други костни и т.н.).

Митоза- просто клетъчно делене - продължава през целия живот. Има четири етапа на митозата: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

По време на профазата всеки от двата центриола на клетката се дели, премествайки се в противоположни части на клетката. В същото време хромозомите в ядрото образуват двойки и ядрената мембрана започва да се разпада.
По време на метафазата хромозомите са разположени по клетъчната ос между центриолите и в същото време защитната мембрана на ядрото изчезва.
По време на анафаза центриолите продължават да се раздалечават. Индивидуалните хромозоми започват да се движат в противоположни посоки, следвайки центриолите. Цитоплазмата в центъра на клетката се стеснява и клетката се свива. Процесът на клетъчно делене се нарича цитокинеза.
По време на телофазата цитоплазмата продължава да се свива, докато се образуват две идентични дъщерни клетки. Около хромозомите се образува нова защитна мембрана и всяка нова клетка има една двойка центриоли. Веднага след деленето, получените дъщерни клетки нямат достатъчно органели, но докато растат, наречена интерфаза, те се завършват, преди клетките да се разделят отново.

Честотата на делене на клетките зависи от вида им, например кожните клетки се размножават по-бързо от костните.

Избор

Ненужните вещества се образуват в резултат на дишането и метаболизма и трябва да бъдат отстранени от клетката. Процесът на отстраняването им от клетката следва същия модел като усвояването на хранителни вещества.

Движение

Малките косъмчета (ресничките) на някои клетки се движат, а цели кръвни клетки се движат из цялото тяло.

Чувствителност

Клетките играят огромна роля в образуването на тъкани, жлези, органи и системи, които ще изучаваме в детайли, докато продължаваме пътуването си из тялото.

Възможни нарушения

Болестите възникват в резултат на разрушаване на клетките. С напредването на заболяването това засяга тъкани, органи и системи и може да засегне цялото тяло.

Клетките могат да бъдат унищожени по редица причини: генетични (наследствени заболявания), дегенеративни (стареене), фактори на околната среда като прекалено високи температури или химически (отравяне).

Вирусите могат да съществуват само в живи клетки, които те отвличат и се размножават в тях, причинявайки инфекции като настинки (херпесен вирус).
Бактериите могат да живеят извън тялото и се делят на патогенни и непатогенни. Патогенните бактерии са вредни и причиняват заболявания като импетиго, докато непатогенните бактерии са безвредни: те поддържат здравето на тялото. Някои такива бактерии живеят на повърхността на кожата и я защитават.
Гъбите използват други клетки, за да живеят; те също са патогенни и непатогенни. Патогенните гъбички са например гъбичките по краката. Някои непатогенни гъби се използват при производството на антибиотици, включително пеницилин.
Червеите, насекомите и акарите са патогени. Те включват червеи, бълхи, въшки и краста.

Микробите са заразни, т.е. може да се предава от човек на човек по време на инфекция. Инфекцията може да възникне при личен контакт, като докосване, или чрез контакт със замърсен предмет, като четка за коса. Когато заболяването се появи, симптомите могат да включват възпаление, треска, подуване, алергични реакции и тумори.

Възпаление - зачервяване, топлина, подуване, болка и загуба на способност за нормално функциониране.
Треската е повишена телесна температура.
Отокът е подуване в резултат на излишната течност в тъканта.
Туморът е необичаен растеж на тъкан. То може да бъде доброкачествено (неопасно) или злокачествено (може да прогресира до смърт).

Заболяванията могат да бъдат класифицирани като локални и системни, наследствени и придобити, остри и хронични.

Местни - заболявания, които засягат определена част или област на тялото.
Системни - заболявания, при които се засяга цялото тяло или няколко части от него.
Наследствените заболявания са налице още при раждането.
Придобитите заболявания се развиват след раждането.
Остри - заболявания, които възникват внезапно и преминават бързо.
Хроничните заболявания са дългосрочни.

Течност

Човешкото тяло е 75% вода. По-голямата част от тази вода в клетките се нарича вътреклетъчна течност. Останалата част от водата се съдържа в кръвта и слузта и се нарича извънклетъчна течност. Количеството вода в тялото е свързано със съдържанието на мастна тъкан, както и с пола и възрастта. Мастните клетки не съдържат вода, така че слабите хора имат по-висок процент вода в телата си от тези, които имат много телесни мазнини. Освен това жените обикновено имат повече мастна тъкан от мъжете. С възрастта съдържанието на вода намалява (най-много вода има в телата на бебетата). По-голямата част от водата идва от храна и напитки. Друг източник на вода е дисимилацията по време на метаболизма. Дневната нужда на човек от вода е около 1,5 литра, т.е. същото количество, което тялото губи на ден. Водата напуска тялото чрез урина, изпражнения, пот и дишане. Ако тялото губи повече вода, отколкото получава, настъпва дехидратация. Водният баланс в тялото се регулира от жаждата. Когато тялото се дехидратира, устата се чувства суха. Мозъкът реагира на този сигнал с жажда. Има желание да се пие, за да се възстанови баланса на течността в тялото.

Почивка

Всеки ден има време, когато човек може да спи. Сънят е почивка за тялото и мозъка. По време на сън тялото е частично в съзнание, повечето от неговите части временно спират работата си. Тялото се нуждае от това време на пълна почивка, за да „презареди батериите си“. Нуждата от сън зависи от възрастта, вида дейност, начина на живот и нивото на стрес. Тя също е индивидуална за всеки човек и варира от 16 часа на ден за бебета до 5 за възрастни хора. Сънят протича в две фази: бавна и бърза. NREM сънят е дълбок, без сънища и представлява около 80% от целия сън. По време на REM съня ние сънуваме, обикновено три до четири пъти на нощ, с продължителност до един час.

Дейност

Заедно със съня, тялото се нуждае от активност, за да бъде здраво. Човешкото тяло има клетки, тъкани, органи и системи, отговорни за движението, някои от които са контролирани. Ако човек не се възползва от тази възможност и предпочита заседнал начин на живот, контролираните движения се ограничават. В резултат на недостатъчно движение умствената активност може да намалее, а изразът „ако не го използвате, ще го загубите“ се отнася както за тялото, така и за ума. Балансът между почивка и активност е различен за различните системи на тялото и ще бъде обсъден в съответните глави.

Въздух

Въздухът е смес от атмосферни газове. Състои се от приблизително 78% азот, 21% кислород и още 1% други газове, включително въглероден диоксид. Освен това въздухът съдържа известно количество влага, примеси, прах и др. Когато вдишваме, ние консумираме въздух, като използваме приблизително 4% от съдържащия се в него кислород. Когато консумираме кислород, се произвежда въглероден диоксид, така че въздухът, който издишваме, съдържа повече въглероден оксид и по-малко кислород. Нивото на азот във въздуха не се променя. Кислородът е от съществено значение за поддържането на живота; без него всички същества биха умрели за няколко минути. Други компоненти на въздуха могат да бъдат вредни за здравето. Нивата на замърсяване на въздуха варират; Вдишването на замърсен въздух трябва да се избягва, когато е възможно. Например, когато се вдишва въздух, съдържащ тютюнев дим, възниква пасивно пушене, което може да има отрицателни ефекти върху тялото. Изкуството на дишането е нещо, което най-често е силно подценявано. Ще се развие, за да можем да използваме пълноценно тази естествена способност.

Възраст

Стареенето е прогресивно влошаване на способността на тялото да реагира на поддържане на хомеостазата. Клетките са способни на самовъзпроизвеждане чрез митоза; смята се, че те са програмирани с определено време, през което се възпроизвеждат. Това се потвърждава от постепенното забавяне и евентуално спиране на жизнените процеси. Друг фактор, влияещ върху процеса на стареене, е действието на свободните радикали. Свободните радикали са токсични вещества, които съпътстват енергийния метаболизъм. Те включват замърсяване, радиация и някои храни. Те причиняват вреда на определени клетки, тъй като не влияят на способността им да абсорбират хранителни вещества и да се отърват от отпадъчните продукти. И така, стареенето причинява забележими промени в човешката анатомия и физиология. В този процес на постепенно влошаване, податливостта на тялото към болести се увеличава, създавайки физически и емоционални симптоми, с които е трудно да се борим.

Цвят

Цветът е необходима част от живота. Всяка клетка се нуждае от светлина, за да оцелее, а светлината съдържа цвят. Растенията се нуждаят от светлина, за да произвеждат кислород, от който хората се нуждаят, за да дишат. Радиоактивната слънчева енергия осигурява храненето, необходимо за физическите, емоционалните и духовните аспекти на човешкия живот. Промените в светлината водят до промени в тялото. Така изгревът събужда нашето тяло, докато залезът и свързаното с него изчезване на светлината предизвикват сънливост. Светлината има както видими, така и невидими цветове. Около 40% от слънчевите лъчи носят видими цветове, които се появяват по този начин поради разликите в техните честоти и дължини на вълните. Видимите цветове включват червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово – цветовете на дъгата. Комбинирани, тези цветове образуват светлина.

Светлината навлиза в тялото през кожата и очите. Очите, стимулирани от светлина, изпращат сигнал до мозъка, който интерпретира цветовете. Кожата усеща различни вибрации, произведени от различни цветове. Този процес е предимно подсъзнателен, но може да бъде изведен на съзнателно ниво чрез трениране на възприемането на цветовете с ръцете и пръстите, понякога наричано „цветотерапия“.

Определен цвят може да произведе само един ефект върху тялото, в зависимост от неговата дължина на вълната и честота на вибрация, освен това различните цветове се свързват с различни части на тялото. Ще ги разгледаме по-подробно в следващите глави.

знание

Познаването на термините на анатомията и физиологията ще ви помогне да разберете по-добре човешкото тяло.

Анатомията се отнася до структурата и има специални термини, които се отнасят до анатомичните понятия:

Преден - намира се в предната част на тялото
Задна - разположена в задната част на тялото
Inferior - отнасящ се до долната част на тялото
Горен - разположен отгоре
Външен - разположен извън тялото
Вътрешен - разположен вътре в тялото
Легнал по гръб - обърнат по гръб, с лице нагоре
Легнал - поставен с лицето надолу
Дълбоко – под повърхността
Повърхностни - разположени близо до повърхността
Надлъжни - разположени по дължината
Напречно - легнало напречно
Средна линия - средната линия на тялото, от темето до пръстите на краката
Среден - разположен в средата
Странично - отдалечено от средата
Периферен - най-отдалечен от приставката
Най-близо - най-близо до прикачения файл

Физиологията се отнася до функционирането.

Той използва следните термини:

Хистология - клетки и тъкани
Дерматология - покривна система
Остеология - скелетна система
Миология - мускулна система
Кардиология - сърце
Хематология - кръв
Гастроентерология - храносмилателна система
Гинекология - женска полова система
Нефрология - отделителна система
Неврология - нервна система
Ендокринология - отделителна система

Специални грижи

Хомеостазата е състояние, при което клетките, тъканите, органите, жлезите и органните системи работят в хармония със себе си и помежду си.

Тази съвместна работа осигурява най-добрите условия за здравето на отделните клетки, нейното поддържане е необходимо условие за благосъстоянието на целия организъм. Един от основните фактори, влияещи върху хомеостазата, е стресът. Стресът може да бъде външен, например температурни колебания, шум, липса на кислород и т.н., или вътрешен: болка, безпокойство, страх и т.н. Организмът сам се бори с ежедневния стрес, има ефективни противодействия за това. И все пак трябва да държите ситуацията под контрол, за да не се получи дисбаланс. Сериозните дисбаланси, причинени от прекомерен, продължителен стрес, могат да подкопаят здравето ви.

Козметичните и уелнес процедури помагат на клиента да осъзнае ефектите от стреса, може би навреме, а по-нататъшната терапия и съветите от специалист предотвратяват появата на дисбаланси и спомагат за поддържане на хомеостазата.

Човешкото тяло, подобно на тялото на всички многоклетъчни организми, се състои от клетки. В човешкото тяло има много милиарди клетки - това е основният му структурен и функционален елемент.

Кости, мускули, кожа – всички те са изградени от клетки. Клетките реагират активно на дразнене, участват в метаболизма, растат, размножават се, имат способността да се регенерират и да предават наследствена информация.

Клетките на нашето тяло са много разнообразни. Те могат да бъдат плоски, кръгли, вретеновидни или с разклонения. Формата зависи от позицията на клетките в тялото и изпълняваните функции. Размерите на клетките също са различни: от няколко микрометра (малък левкоцит) до 200 микрометра (яйцеклетка). Освен това, въпреки такова разнообразие, повечето клетки имат единен структурен план: те се състоят от ядро и цитоплазма, които са покрити отвън с клетъчна мембрана (черупка).

Във всяка клетка с изключение на червените кръвни клетки има ядро. Той е носител на наследствена информация и регулира образуването на протеини. Наследствената информация за всички характеристики на организма се съхранява в молекулите на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК).

ДНК е основният компонент на хромозомите. При хората има 46 хромозоми във всяка нерепродуктивна (соматична) клетка и 23 хромозоми в зародишната клетка. Хромозомите са ясно видими само по време на клетъчното делене. Когато една клетка се дели, наследствената информация се прехвърля в равни количества към дъщерните клетки.

Отвън ядрото е заобиколено от ядрена обвивка, а вътре в него има едно или повече нуклеоли, в които се образуват рибозоми - органели, които осигуряват сглобяването на клетъчни протеини.

Ядрото е потопено в цитоплазмата, състояща се от хиалоплазма (от гръцки "hyalinos" - прозрачен) и съдържащите се в нея органели и включвания. Хиалоплазмата образува вътрешната среда на клетката, обединява всички части на клетката помежду си и осигурява тяхното взаимодействие.

Клетъчните органели са постоянни клетъчни структури, които изпълняват специфични функции. Нека се запознаем с някои от тях.

Ендоплазменият ретикулум прилича на сложен лабиринт, образуван от много малки тубули, везикули и торбички (цистерни). В някои области на нейните мембрани има рибозоми; такава мрежа се нарича гранулирана (гранулирана). Ендоплазменият ретикулум участва в транспорта на вещества в клетката. В гранулирания ендоплазмен ретикулум се образуват протеини, а в гладкия ендоплазмен ретикулум (без рибозоми) се образуват животинска скорбяла (гликоген) и мазнини.

Комплексът на Голджи е система от плоски торбички (цистерни) и множество везикули. Той участва в натрупването и транспортирането на вещества, които се образуват в други органели. Тук се синтезират и сложни въглехидрати.

Митохондриите са органели, чиято основна функция е окисляването на органични съединения, придружено от освобождаване на енергия. Тази енергия отива в синтеза на молекулите на аденозинтрифосфорната киселина (АТФ), която служи като вид универсална клетъчна батерия. Енергията, съдържаща се в LTF, след това се използва от клетките за различни процеси на техния живот: производство на топлина, предаване на нервни импулси, мускулни контракции и много други.

Лизозомите, малки сферични структури, съдържат вещества, които унищожават ненужни, остарели или повредени части от клетката, а също така участват във вътреклетъчното храносмилане.

Външната страна на клетката е покрита с тънка (около 0,002 µm) клетъчна мембрана, която отделя съдържанието на клетката от околната среда. Основната функция на мембраната е защитна, но тя също така възприема влиянията на външната среда на клетката. Мембраната не е твърда, тя е полупропусклива, някои вещества преминават през нея свободно, т.е. изпълнява и транспортна функция. Чрез мембраната се осъществява и комуникация със съседните клетки.

Виждате, че функциите на органелите са сложни и разнообразни. Те играят същата роля за клетката, както органите за целия организъм.

Продължителността на живота на клетките в тялото ни варира. И така, някои кожни клетки живеят 7 дни, червените кръвни клетки - до 4 месеца, но костните клетки - от 10 до 30 години.

Клетката е структурна и функционална единица на човешкото тяло, органелите са постоянни клетъчни структури, които изпълняват специфични функции.

Клетъчна структура

Знаете ли, че такава микроскопична клетка съдържа няколко хиляди вещества, които освен това участват и в различни химични процеси.

Ако вземем всички 109 елемента, които са в периодичната таблица на Менделеев, тогава повечето от тях се намират в клетките.

Жизненоважни свойства на клетките:

Метаболизъм - Раздразнителност - Движение

Трилионите клетки в човешкото тяло са във всякакви форми и размери. Тези малки структури са ядрото. Клетките образуват органни тъкани, които образуват системи от органи, които работят заедно, за да поддържат функционирането на тялото.

В тялото има стотици различни видове клетки и всеки тип е подходящ за ролята, която изпълнява. Клетките на храносмилателната система, например, се различават по структура и функция от клетките на скелетната система. Независимо от разликите, клетките на тялото зависят една от друга, пряко или непряко, за да може тялото да функционира като цяло. По-долу са дадени примери за различните видове клетки в човешкото тяло.

Стволови клетки

Стволовите клетки са уникални клетки в тялото, защото са неспециализирани и имат способността да се развиват в специализирани клетки за специфични органи или тъкани. Стволовите клетки са способни да се делят многократно, за да попълнят и възстановят тъканите. В областта на изследването на стволови клетки учените се опитват да се възползват от възобновяемите свойства, като ги използват за създаване на клетки за възстановяване на тъкани, трансплантация на органи и лечение на заболявания.

Костни клетки

Костите са вид минерализирана съединителна тъкан и основен компонент на скелетната система. Костните клетки образуват кост, която е съставена от матрица от минералите колаген и калциев фосфат. В тялото има три основни вида костни клетки. Остеокластите са големи клетки, които разграждат костта за резорбция и асимилация. Остеобластите регулират костната минерализация и произвеждат остеоид (органична костна матрица). Остеобластите узряват, за да образуват остеоцити. Остеоцитите помагат при формирането на костите и поддържат калциевия баланс.

Кръвни клетки

От транспортирането на кислород в тялото до борбата с инфекциите, клетките са жизненоважни за живота. В кръвта има три основни вида клетки - червени кръвни клетки, бели кръвни клетки и тромбоцити. Червените кръвни клетки определят вида на кръвта и също така са отговорни за транспортирането на кислород до клетките. Белите кръвни клетки са клетки на имунната система, които разрушават и осигуряват имунитет. Тромбоцитите спомагат за сгъстяването на кръвта и предотвратяват прекомерната загуба на кръв от увредени кръвоносни съдове. Кръвните клетки се произвеждат от костния мозък.

Мускулни клетки

Мускулните клетки образуват мускулна тъкан, която е важна за движението на тялото. Скелетната мускулна тъкан се прикрепя към костите, за да подпомогне движението. Клетките на скелетните мускули са покрити със съединителна тъкан, която защитава и поддържа сноповете мускулни влакна. Клетките на сърдечния мускул образуват неволния сърдечен мускул. Тези клетки подпомагат свиването на сърцето и са свързани помежду си чрез интеркалирани дискове, за да синхронизират сърдечния ритъм. Гладката мускулна тъкан не е стратифицирана като сърдечния или скелетния мускул. Гладката мускулатура е неволев мускул, който образува телесните кухини и стените на много органи (бъбреци, черва, кръвоносни съдове, дихателни пътища на белите дробове и др.).

Мастните клетки

Мастните клетки, наричани още адипоцити, са основният клетъчен компонент на мастната тъкан. Адипоцитите съдържат триглицериди, които могат да се използват за енергия. По време на складирането на мазнини мастните клетки набъбват и придобиват кръгла форма. Когато се използва мазнина, тези клетки намаляват по размер. Мастните клетки също имат ендокринна функция, тъй като произвеждат хормони, които влияят върху метаболизма на половите хормони, регулирането на кръвното налягане, инсулиновата чувствителност, съхранението или използването на мазнини, съсирването на кръвта и клетъчната сигнализация.

Кожни клетки

Кожата се състои от слой епителна тъкан (епидермис), който се поддържа от слой съединителна тъкан (дерма) и подкожен слой. Най-външният слой на кожата е изграден от плоски епителни клетки, които са плътно опаковани една в друга. Кожата предпазва вътрешните структури на тялото от увреждане, предотвратява дехидратацията, действа като бариера срещу микроби, съхранява мазнини и произвежда витамини и хормони.

Нервни клетки (неврони)

Клетките на нервната тъкан или невроните са основната единица на нервната система. Нервите предават сигнали между мозъка, гръбначния мозък и органите на тялото чрез нервни импулси. Невронът се състои от две основни части: клетъчно тяло и нервни процеси. Централното клетъчно тяло включва неврални, свързани и. Нервните процеси са "подобни на пръсти" издатини (аксони и дендрити), простиращи се от клетъчното тяло и способни да провеждат или предават сигнали.

Ендотелни клетки

Ендотелните клетки образуват вътрешната обвивка на сърдечно-съдовата система и структурите на лимфните системи. Тези клетки изграждат вътрешния слой на кръвоносните съдове, лимфните съдове и органите, включително мозъка, белите дробове, кожата и сърцето. Ендотелните клетки са отговорни за ангиогенезата или създаването на нови кръвоносни съдове. Те също така регулират движението на макромолекули, газове и течности между кръвта и околните тъкани и помагат за регулиране на кръвното налягане.

Половите клетки

Ракови клетки

Ракът е резултат от развитието на анормални свойства в нормалните клетки, което им позволява да се делят неконтролируемо и да се разпространяват другаде в тялото. Развитието може да бъде причинено от мутации, които възникват от фактори като химикали, радиация, ултравиолетова светлина, грешки при репликация или вирусна инфекция. Раковите клетки стават нечувствителни към сигналите против растежа, размножават се бързо и губят способността си да се подлагат на рак.

Атлас: анатомия и физиология на човека. Пълно практическо ръководство Елена Юрьевна Зигалова

Структурата на човешката клетка

Всички клетки обикновено имат цитоплазма и ядро ( виж фиг. 1). Цитоплазмата включва хиалоплазма, органели с общо предназначение, намиращи се във всички клетки, и органели със специално предназначение, които се намират само в определени клетки и изпълняват специални функции. В клетките се намират и временни клетъчни включени структури.

Размерът на човешките клетки варира от няколко микрометра (например малък лимфоцит) до 200 микрона (яйце). В човешкото тяло има клетки с различна форма: яйцевидни, сферични, вретеновидни, плоски, кубични, призматични, многоъгълни, пирамидални, звездовидни, люспести, разклонени, амебоидни.

Външната страна на всяка клетка е покрита плазмена мембрана (плазмолема) 9–10 nm дебелина, ограничаваща клетката от извънклетъчната среда. Те изпълняват следните функции: транспортна, защитна, ограничителна, рецепторно възприемане на сигнали от външната (за клетката) среда, участие в имунните процеси, осигуряване на повърхностните свойства на клетката.

Тъй като е много тънка, плазмената мембрана не се вижда в светлинен микроскоп. В електронен микроскоп, ако срезът преминава под прав ъгъл спрямо равнината на мембраната, последната е трислойна структура, чиято външна повърхност е покрита с фин фибриларен гликокаликс с дебелина от 75 до 2000 A°,набор от молекули, свързани с протеини на плазмената мембрана.

Ориз. 3. Структура на клетъчната мембрана, схема (по А. Хам и Д. Кормак). 1 – въглехидратни вериги; 2 – гликолипид; 3 – гликопротеин; 4 – въглеводородна „опашка“; 5 – полярна „глава“; 6 – протеин; 7 – холестерол; 8 – микротубули

Плазмалемата, подобно на други мембранни структури, се състои от два слоя амфипатични липидни молекули (билипиден слой или двуслой). Техните хидрофилни „глави” са насочени към външната и вътрешната страна на мембраната, а хидрофобните им „опашки” са обърнати една към друга. Протеиновите молекули са потопени в билипидния слой. Някои от тях (интегрални или вътрешни трансмембранни протеини) преминават през цялата дебелина на мембраната, други (периферни или външни) лежат във вътрешния или външния монослой на мембраната. Някои интегрални протеини са свързани чрез нековалентни връзки с цитоплазмени протеини ( ориз. 3). Подобно на липидите, протеиновите молекули също са амфипатични; техните хидрофобни области са заобиколени от подобни „опашки“ от липиди, а хидрофилните са обърнати навън или навътре от клетката или в една посока.

ВНИМАНИЕ!

Протеините изпълняват повечето мембранни функции: много мембранни протеини са рецептори, други са ензими, а трети са транспортери.

Плазмалемата образува редица специфични структури. Това са междуклетъчни връзки, микровили, реснички, клетъчни инвагинации и процеси.

микровили- това са пръстовидни клетъчни израстъци, лишени от органели, покрити с плазмалема, с дължина 1–2 µm и диаметър до 0,1 µm. Някои епителни клетки (например чревни клетки) имат много голям брой микровили, образуващи така наречената граница на четката. Заедно с обикновените микровили, на повърхността на някои клетки има големи микровили, стереоцилии (например сензорни космени клетки на органите на слуха и баланса, епителни клетки на епидидималния канал и др.).

Реснички и флагелиизпълняват функцията на движение. До 250 реснички с дължина 5–15 µm с диаметър 0,15–0,25 µm покриват апикалната повърхност на епителните клетки на горните дихателни пътища, фалопиевите тръби и семенните каналчета. миглиТова е клетъчен израстък, заобиколен от плазмалема. В центъра на цилиума преминава аксиална нишка или аксонема, образувана от 9 периферни дублета от микротубули, обграждащи една централна двойка. Периферни дублети, състоящи се от две микротубули, обграждат централната капсула. Периферните дублети завършват с базално тяло (кинетозома), което се образува от 9 триплета микротубули. На нивото на плазмалемата на апикалната част на клетката триплетите се превръщат в дублети, а централната двойка микротубули също започва тук. КамшичетаЕукариотните клетки приличат на реснички. Ресничките извършват координирани колебателни движения.

Клетъчен център, образувана от две центриоли(диплозома), разположени близо до ядрото, разположени под ъгъл един спрямо друг ( ориз. 4). Всеки центриол е цилиндър, чиято стена се състои от 9 триплета микротубули с дължина около 0,5 µm и диаметър около 0,25 µm. Триплетите, разположени под ъгъл около 50° един спрямо друг, се състоят от три микротубула. Центриолите се дублират по време на клетъчния цикъл. Възможно е, подобно на митохондриите, центриолите да съдържат собствена ДНК. Центриолите участват в образуването на базалните тела на ресничките и флагелите и във формирането на митотичното вретено.

Ориз. 4. Клетъчен център и други структури на цитоплазмата (по R. Krstic, с измененията). 1 – центросфера; 2 – центриол в напречно сечение (микротубулни триплети, радиални спици, централна структура „колело”); 3 – центриол (надлъжен разрез); 4 – сателити; 5 – оградени мехурчета; 6 – гранулиран ендоплазмен ретикулум; 7 – митохондрии; 8 – вътрешен ретикуларен апарат (комплекс на Голджи); 9 – микротубули

Микротубули, присъстващи в цитоплазмата на всички еукариотни клетки, се образуват от протеина тубулин. Микротубулите образуват клетъчния скелет (цитоскелет) и участват в транспорта на вещества в клетката. ЦитоскелетКлетката е триизмерна мрежа, в която различни органели и разтворими протеини са свързани с микротубули. Микротубулите играят основна роля в образуването на цитоскелета, в допълнение към тях участват актин, миозин и междинни нишки.

Този текст е въвеждащ фрагмент.

Нито Т-, нито В-лимфоидни клетки Лимфичните клетки, които нямат Т- и В-маркери, представляват субпопулацията, останала след изолирането на Т- и В-клетките. Състои се от стволови клетки от костен мозък, които са предшественици на В-, Т- или и на двете субпопулации

2. Преглед на пациент с респираторно заболяване. Патологични форми на гръдния кош. Определяне на респираторна екскурзия на гръдния кош. Позиция на пациента. Позиция на ортопнея: за разлика от заболяванията на сърдечно-съдовата система, пациентът често седи с наклонено тяло

6. СКЕЛЕТ НА СВОБОДНИЯ ГОРЕН КРАЙНИК. СТРУКТУРА НА РАМЕННАТА КОСТ И ПРЕДМИШНИЦАТА. СТРУКТУРА НА КОСТИТЕ НА РЪКАТА Раменната кост (humerus) има тяло (централна част) и два края. Горният край преминава в главата (capet humeri), по ръба на която минава анатомичната шийка (collum anatomikum).

8. УСТРОЙСТВО НА СКЕЛЕТА НА СВОБОДНАТА ЧАСТ НА ДОЛНИЯ КРАЙНИК. СТРУКТУРА НА БЕДРЕНАТА КОСТ, ПАТЕЛА И ПЪЩЪЛ. СТРУКТУРА НА КОСТИТЕ НА СТЪПАЛОТО Бедрената кост (os femoris) има тяло и два края. Проксималният край преминава в главата (caput ossis femoris), в средата на която се намира

3. СТРУКТУРА, КРЪВОСНАБДЯВАНЕ И ИНЕРВАЦИЯ НА ПЕНИСА И УРЕТЕРНИЯ КАНАЛ. СТРУКТУРА, КРЪВОСНАБДЯВАНЕ И ИНЕРВАЦИЯ НА СКРОТУМА Пенисът (penis) е предназначен за отделяне на урина и изхвърляне на семенна течност

2. УСТРОЙСТВО НА УСТНАТА КУХИНА. СТРУКТУРА НА ЗЪБИТЕ Устната кухина (cavitas oris) при затворени челюсти е изпълнена от езика. Външните му стени са езиковата повърхност на зъбните дъги и венците (горна и долна), горната стена е представена от небцето, долната стена е представена от мускулите на горната част на шията, които

13. СТРУКТУРА НА ДЕБЕЛОТО ЧЕРВО. СТРУКТУРА НА ЦЕКУМА Дебелото черво (intestinym crassum) е продължение на тънките черва; е последният отдел на храносмилателния тракт. Започва от илеоцекалната клапа и завършва с ануса. Поема останалата вода и оформя

2. СТРУКТУРА НА СЪРДЕЧНАТА СТЕНА. ПРОВОДЯЩА СИСТЕМА НА СЪРЦЕТО. СТРУКТУРА НА ПЕРИКАРДА Стената на сърцето се състои от тънък вътрешен слой - ендокард (ендокард), среден развит слой - миокард (миокард) и външен слой - епикард (епикард).

1. Токсичното действие на алкохола върху клетките на растенията, животните и хората Всички живи същества – растения и животни – са изградени от клетки. Всяка клетка е бучка жива слуз (протоплазма) с ядро и нуклеол в средата. Клетката е толкова малка, че може само да се види и изследва

Клетки Обикновено жлъчката не съдържа клетки. При възпалителни процеси в жлъчния мехур и жлъчните пътища в жлъчката се определя голям брой левкоцити и епителни клетки. Добре запазените епителни клетки имат диагностична стойност, в

NK клетки В арсенала на имунната защита има и други клетки убийци, които могат да ни предпазят от злокачествен тумор (фиг. 46). Това са така наречените естествени клетки убийци, съкратено NK клетки (от англ. nature killer – естествени убийци). Ориз. 46. Атака на естествените убийци

клетка- елементарна единица на структурата и жизнената дейност на всички живи организми (с изключение на вирусите, които често се наричат неклетъчни форми на живот), имаща собствен метаболизъм, способна на независимо съществуване, самовъзпроизвеждане и развитие. Всички живи организми, както многоклетъчните животни, растенията и гъбите, се състоят от много клетки, или, като много протозои и бактерии, са едноклетъчни организми. Клонът на биологията, който изучава структурата и функционирането на клетките, се нарича цитология. Напоследък също стана обичайно да се говори за клетъчна биология или клетъчна биология.

Клетъчна структураВсички клетъчни форми на живот на земята могат да бъдат разделени на две суперцарства въз основа на структурата на съставните им клетки - прокариоти (предядрени) и еукариоти (ядрени). Прокариотните клетки са по-прости по структура; очевидно те са възникнали по-рано в процеса на еволюцията. Еукариотните клетки са по-сложни и са възникнали по-късно. Клетките, които изграждат човешкото тяло, са еукариотни. Въпреки разнообразието от форми, организацията на клетките на всички живи организми е подчинена на общи структурни принципи. Живото съдържание на клетката - протопластът - е отделено от околната среда чрез плазмена мембрана или плазмалема. Вътре клетката е изпълнена с цитоплазма, в която са разположени различни органели и клетъчни включвания, както и генетичен материал под формата на ДНК молекула. Всяка от клетъчните органели изпълнява своя специална функция и всички заедно определят жизнената дейност на клетката като цяло.

Прокариотна клетка

Прокариоти(от латински pro - преди, преди и гръцки κάρῠον - ядро, ядка) - организми, които за разлика от еукариотите нямат оформено клетъчно ядро и други вътрешни мембранни органели (с изключение на плоски резервоари при фотосинтезиращи видове, например в цианобактерии). Единствената голяма кръгла (при някои видове - линейна) двуверижна ДНК молекула, която съдържа по-голямата част от генетичния материал на клетката (т.нар. нуклеоид), не образува комплекс с хистонови протеини (т.нар. хроматин). ). Прокариотите включват бактерии, включително цианобактерии (синьо-зелени водорасли) и археи. Потомците на прокариотните клетки са органелите на еукариотните клетки - митохондрии и пластиди.

Еукариотна клетка

Еукариоти(еукариоти) (от гръцки ευ - добър, напълно и κάρῠον - ядро, ядка) - организми, които за разлика от прокариотите имат оформено клетъчно ядро, ограничено от цитоплазмата с ядрена мембрана. Генетичният материал се съдържа в няколко линейни двуверижни ДНК молекули (в зависимост от вида на организма техният брой на ядро може да варира от две до няколкостотин), прикрепени отвътре към мембраната на клетъчното ядро и образуващи се в обширната повечето (с изключение на динофлагелати) комплекс с хистонови протеини, наречени хроматин. Еукариотните клетки имат система от вътрешни мембрани, които в допълнение към ядрото образуват редица други органели (ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи и др.). В допълнение, по-голямата част от тях имат постоянни вътреклетъчни прокариотни симбионти - митохондрии, а водораслите и растенията също имат пластиди.

Клетъчната мембранаКлетъчната мембрана е много важна част от клетката. Той държи всички клетъчни компоненти заедно и очертава вътрешната и външната среда. В допълнение, модифицираните гънки на клетъчната мембрана образуват много от органелите на клетката. Клетъчната мембрана е двоен слой от молекули (бимолекулен слой или двуслой). Това са предимно молекули на фосфолипиди и други вещества, свързани с тях. Липидните молекули имат двойна природа, проявяваща се в това как се държат по отношение на водата. Главите на молекулите са хидрофилни, т.е. имат афинитет към водата и техните въглеводородни опашки са хидрофобни. Следователно, когато се смесят с вода, липидите образуват филм на повърхността си, подобен на маслен филм; Освен това всичките им молекули са ориентирани по един и същи начин: главите на молекулите са във водата, а въглеводородните опашки са над нейната повърхност. В клетъчната мембрана има два такива слоя, като във всеки от тях главите на молекулите са обърнати навън, а опашките са обърнати навътре в мембраната, една към друга, като по този начин не влизат в контакт с водата. Дебелината на такава мембрана е прибл. 7 nm. В допълнение към основните липидни компоненти, той съдържа големи протеинови молекули, които могат да "плуват" в липидния двоен слой и са подредени така, че едната страна е обърната към вътрешността на клетката, а другата е в контакт с външната среда. Някои протеини се намират само на външната или само на вътрешната повърхност на мембраната или са само частично потопени в липидния двоен слой.

Основен функция на клетъчната мембрана е да регулира преноса на вещества в и извън клетката. Тъй като мембраната е физически донякъде подобна на маслото, веществата, които са разтворими в масло или органични разтворители, като етер, преминават лесно през нея. Същото важи и за газове като кислород и въглероден диоксид. В същото време мембраната е практически непропусклива за повечето водоразтворими вещества, по-специално захари и соли. Благодарение на тези свойства, той е в състояние да поддържа химическа среда вътре в клетката, която се различава от външната. Например в кръвта концентрацията на натриеви йони е висока, а на калиеви йони е ниска, докато във вътреклетъчната течност тези йони присъстват в обратното съотношение. Подобна ситуация е типична за много други химични съединения. Очевидно е, че клетката обаче не може да бъде напълно изолирана от околната среда, тъй като тя трябва да получи необходимите за метаболизма вещества и да се освободи от крайните си продукти. В допълнение, липидният двоен слой не е напълно непропусклив дори за водоразтворимите вещества и така наречените, които проникват в него. "Каналообразуващите" протеини създават пори или канали, които могат да се отварят и затварят (в зависимост от промените в конформацията на протеина) и, когато са отворени, провеждат определени йони (Na+, K+, Ca2+) по градиент на концентрация. Следователно разликата в концентрациите вътре и извън клетката не може да се поддържа единствено поради ниската пропускливост на мембраната. Всъщност той съдържа протеини, които изпълняват функцията на молекулярна „помпа“: те транспортират определени вещества както в, така и извън клетката, като работят срещу градиент на концентрация. В резултат на това, когато концентрацията на например аминокиселини вътре в клетката е висока и ниска навън, аминокиселините въпреки това могат да преминат от външната среда към вътрешната. Този трансфер се нарича активен транспорт и използва енергия, доставена от метаболизма. Мембранните помпи са много специфични: всяка от тях може да транспортира или само йони на определен метал, или аминокиселина, или захар. Мембранните йонни канали също са специфични. Такава селективна пропускливост е физиологично много важна и липсата й е първото доказателство за клетъчна смърт. Това е лесно да се илюстрира с примера на цвеклото. Ако жив корен от цвекло се потопи в студена вода, той запазва своя пигмент; ако цвеклото се вари, клетките умират, стават леснопропускливи и губят пигмента си, което оцветява водата в червено. Клетката може да „поглъща“ големи молекули като протеини. Под въздействието на определени протеини, ако те присъстват в течността около клетката, възниква инвагинация в клетъчната мембрана, която след това се затваря, образувайки везикула - малка вакуола, съдържаща вода и протеинови молекули; След това мембраната около вакуолата се разкъсва и съдържанието навлиза в клетката. Този процес се нарича пиноцитоза (буквално „изпиване на клетката“) или ендоцитоза. По-големи частици, като частици храна, могат да бъдат абсорбирани по подобен начин по време на т.нар. фагоцитоза. Обикновено вакуолата, образувана по време на фагоцитоза, е по-голяма и храната се усвоява от лизозомни ензими вътре във вакуолата, преди околната мембрана да се разкъса. Този тип хранене е типичен за протозои, като амебите, които се хранят с бактерии. Способността за фагоцитоза обаче е характерна както за чревните клетки на нисшите животни, така и за фагоцитите, един от видовете бели кръвни клетки (левкоцити) на гръбначните животни. Във втория случай смисълът на този процес не е в храненето на самите фагоцити, а в тяхното унищожаване на бактерии, вируси и други вредни за организма чужди вещества. Функциите на вакуолите могат да бъдат различни. Например, протозоите, живеещи в прясна вода, изпитват постоянен осмотичен приток на вода, тъй като концентрацията на соли вътре в клетката е много по-висока, отколкото извън нея. Те са в състояние да отделят вода в специална екскреторна (контрактилна) вакуола, която периодично изтласква съдържанието й навън. Растителните клетки често имат една голяма централна вакуола, заемаща почти цялата клетка; цитоплазмата образува само много тънък слой между клетъчната стена и вакуолата. Една от функциите на такава вакуола е натрупването на вода, което позволява на клетката бързо да се увеличи по размер. Тази способност е особено необходима в периода, когато растителните тъкани растат и образуват влакнести структури. В тъканите, на местата, където клетките са плътно свързани, техните мембрани съдържат многобройни пори, образувани от протеини, които проникват през мембраната - т.нар. връзки. Порите на съседните клетки са разположени една срещу друга, така че нискомолекулните вещества могат да преминават от клетка в клетка - тази химическа комуникационна система координира тяхната жизнена дейност. Един пример за такава координация е повече или по-малко синхронното делене на съседни клетки, наблюдавано в много тъкани.

Цитоплазма

Цитоплазмата съдържа вътрешни мембрани, които са подобни на външната мембрана и образуват органели от различни видове. Тези мембрани могат да се разглеждат като гънки на външната мембрана; понякога вътрешните мембрани са едно цяло с външната, но често вътрешната гънка е развързана и контактът с външната мембрана е прекъснат. Въпреки това, дори и да се поддържа контакт, вътрешната и външната мембрана не винаги са химически идентични. По-специално, съставът на мембранните протеини се различава в различните клетъчни органели.

Цитоплазмена структура

Течният компонент на цитоплазмата се нарича още цитозол. Под светлинен микроскоп изглеждаше, че клетката е пълна с нещо като течна плазма или зол, в която ядрото и другите органели „плуват“. Всъщност това не е вярно. Вътрешното пространство на еукариотната клетка е строго подредено. Движението на органелите се координира с помощта на специализирани транспортни системи, така наречените микротубули, които служат като вътреклетъчни „пътища“ и специални протеини динеини и кинезини, които играят ролята на „мотори“. Индивидуалните протеинови молекули също не дифундират свободно в цялото вътреклетъчно пространство, а се насочват към необходимите компартменти чрез специални сигнали на тяхната повърхност, разпознати от транспортните системи на клетката.

Ендоплазмения ретикулум

В еукариотната клетка има система от мембранни отделения (тръби и цистерни), преминаващи една в друга, която се нарича ендоплазмен ретикулум (или ендоплазмен ретикулум, ER или EPS). Тази част от ER, към чиито мембрани са прикрепени рибозоми, се нарича гранулиран (или груб) ендоплазмен ретикулум; синтезът на протеини се извършва върху неговите мембрани. Тези отделения, които нямат рибозоми по стените си, се класифицират като гладки (или агрануларни) ER, които участват в липидния синтез. Вътрешните пространства на гладката и гранулирана ER не са изолирани, а преминават едно в друго и комуникират с лумена на ядрената обвивка.

апарат на Голджи

Апаратът на Голджи е куп от плоски мембранни цистерни, донякъде разширени по-близо до краищата. В резервоарите на апарата на Голджи узряват някои протеини, синтезирани върху мембраните на гранулирания ER и предназначени за секреция или образуване на лизозоми. Апаратът на Голджи е асиметричен - цистерните, разположени по-близо до клетъчното ядро (цис-Голджи), съдържат най-малко зрелите мембранни везикули - везикули, които се появяват от ендоплазмения ретикулум - са непрекъснато прикрепени към тези цистерни. Очевидно с помощта на същите везикули се осъществява по-нататъшно движение на зреещи протеини от един резервоар в друг. В крайна сметка, везикулите, съдържащи напълно зрели протеини, пъпчат от противоположния край на органела (транс-Голджи).

Ядро

Ядрото е заобиколено от двойна мембрана. Много тясното (около 40 nm) пространство между две мембрани се нарича перинуклеарно. Ядрените мембрани преминават в мембраните на ендоплазмения ретикулум, а перинуклеарното пространство се отваря в ретикуларното пространство. Обикновено ядрената мембрана има много тесни пори. Очевидно през тях се транспортират големи молекули, като информационна РНК, която се синтезира върху ДНК и след това навлиза в цитоплазмата. По-голямата част от генетичния материал се намира в хромозомите на клетъчното ядро. Хромозомите се състоят от дълги вериги от двойноверижна ДНК, към които са прикрепени основни (т.е. алкални) протеини. Понякога хромозомите имат няколко идентични ДНК вериги, разположени една до друга - такива хромозоми се наричат политени (многоверижни). Броят на хромозомите варира при различните видове. Диплоидните клетки на човешкото тяло съдържат 46 хромозоми или 23 двойки. В неделяща се клетка хромозомите са прикрепени в една или повече точки към ядрената мембрана. В нормалното си ненавито състояние хромозомите са толкова тънки, че не се виждат под светлинен микроскоп. В определени локуси (участъци) на една или повече хромозоми се образува плътно тяло, което присъства в ядрата на повечето клетки - т.нар. ядро. В нуклеолите се извършва синтеза и натрупването на РНК, използвана за изграждане на рибозоми, както и някои други видове РНК.

Лизозоми

Лизозомите са малки везикули, заобиколени от единична мембрана. Те се размножават от апарата на Голджи и вероятно от ендоплазмения ретикулум. Лизозомите съдържат различни ензими, които разграждат големи молекули, по-специално протеини. Поради разрушителното си действие, тези ензими са сякаш „заключени“ в лизозомите и се освобождават само когато е необходимо. Така по време на вътреклетъчното храносмилане ензимите се освобождават от лизозомите в храносмилателните вакуоли. Лизозомите също са необходими за разрушаването на клетките; например, по време на трансформацията на попова лъжица във възрастна жаба, освобождаването на лизозомни ензими осигурява унищожаването на клетките на опашката. В този случай това е нормално и полезно за организма, но понякога подобно разрушаване на клетките е патологично. Например, когато азбестовият прах се вдишва, той може да проникне в белодробните клетки и след това лизозомите се разкъсват, клетъчното разрушаване и се развива белодробно заболяване.

Цитоскелет

Елементите на цитоскелета включват протеинови фибриларни структури, разположени в цитоплазмата на клетката: микротубули, актин и междинни нишки. Микротубулите участват в транспорта на органели, влизат в състава на камшичетата, а митотичното вретено е изградено от микротубули. Актиновите нишки са от съществено значение за поддържане на клетъчната форма и псевдоподиалните реакции. Ролята на междинните нишки също изглежда е да поддържат клетъчната структура. Протеините на цитоскелета съставляват няколко десетки процента от масата на клетъчния протеин.

Центриоли

Центриолите са цилиндрични протеинови структури, разположени близо до ядрото на животинските клетки (растенията нямат центриоли). Центриолът е цилиндър, чиято странична повърхност е оформена от девет комплекта микротубули. Броят на микротубулите в комплект може да варира за различните организми от 1 до 3. Около центриолите има така наречения център на организация на цитоскелета, област, в която са групирани отрицателните краища на микротубулите на клетката. Преди разделянето клетката съдържа две центриоли, разположени под прав ъгъл една спрямо друга. По време на митозата те се придвижват до различни краища на клетката, образувайки полюсите на вретеното. След цитокинеза всяка дъщерна клетка получава един центриол, който се удвоява за следващото делене. Удвояването на центриолите не става чрез делене, а чрез синтез на нова структура, перпендикулярна на съществуващата. Центриолите очевидно са хомоложни на базалните тела на камшичетата и ресничките.

Митохондриите

Митохондриите са специални клетъчни органели, чиято основна функция е синтезът на АТФ, универсален енергиен носител. Дишането (абсорбция на кислород и освобождаване на въглероден диоксид) също се осъществява благодарение на ензимните системи на митохондриите. Вътрешният лумен на митохондриите, наречен матрица, е ограничен от цитоплазмата от две мембрани, външна и вътрешна, между които има интермембранно пространство. Вътрешната мембрана на митохондриите образува гънки, така наречените кристи. Матрицата съдържа различни ензими, участващи в дишането и синтеза на АТФ. Водородният потенциал на вътрешната митохондриална мембрана е от централно значение за синтеза на АТФ. Митохондриите имат собствен ДНК геном и прокариотни рибозоми, което със сигурност показва симбиотичния произход на тези органели. Не всички митохондриални протеини са кодирани в митохондриалната ДНК; повечето от гените за митохондриални протеини се намират в ядрения геном и съответните продукти се синтезират в цитоплазмата и след това се транспортират до митохондриите. Митохондриалните геноми варират по размер: например човешкият митохондриален геном съдържа само 13 гена. Най-голям брой митохондриални гени (97) от изследваните организми притежава протозоята Reclinomonas americana.

Химичен състав на клетката

Обикновено 70-80% от клетъчната маса е вода, в която са разтворени различни соли и нискомолекулни органични съединения. Най-характерните компоненти на клетката са протеините и нуклеиновите киселини. Някои протеини са структурни компоненти на клетката, други са ензими, т.е. катализатори, които определят скоростта и посоката на химичните реакции, протичащи в клетките. Нуклеиновите киселини служат като носители на наследствена информация, която се реализира в процеса на вътреклетъчния протеинов синтез. Често клетките съдържат определено количество запасни вещества, които служат като хранителен резерв. Растителните клетки съхраняват предимно нишесте, полимерна форма на въглехидрати. Друг въглехидратен полимер, гликогенът, се съхранява в чернодробните и мускулните клетки. Често съхраняваните храни също включват мазнини, въпреки че някои мазнини изпълняват различна функция, а именно те служат като основни структурни компоненти. Протеините обикновено не се съхраняват в клетките (с изключение на семенните клетки). Не е възможно да се опише типичният състав на една клетка, главно защото има големи разлики в количеството на съхраняваната храна и вода. Чернодробните клетки съдържат например 70% вода, 17% протеини, 5% мазнини, 2% въглехидрати и 0,1% нуклеинови киселини; останалите 6% идват от соли и органични съединения с ниско молекулно тегло, по-специално аминокиселини. Растителните клетки обикновено съдържат по-малко протеини, значително повече въглехидрати и малко повече вода; изключение правят клетките, които са в състояние на покой. Една почиваща клетка на пшенично зърно, която е източник на хранителни вещества за ембриона, съдържа ок. 12% протеин (предимно съхранен протеин), 2% мазнини и 72% въглехидрати. Количеството вода достига нормалното ниво (70-80%) само в началото на покълването на зърното.

Методи за изследване на клетките

Светлинен микроскоп.

При изучаването на формата и структурата на клетките първият инструмент беше светлинният микроскоп. Неговата разделителна способност е ограничена от размери, сравними с дължината на вълната на светлината (0,4-0,7 μm за видима светлина). Въпреки това, много елементи от клетъчната структура са много по-малки по размер. Друга трудност е, че повечето клетъчни компоненти са прозрачни и имат почти същия индекс на пречупване като водата. За подобряване на видимостта често се използват багрила, които имат различен афинитет към различните клетъчни компоненти. Оцветяването се използва и за изследване на клетъчната химия. Например, някои багрила се свързват преференциално с нуклеиновите киселини и по този начин разкриват тяхната локализация в клетката. Малка част от багрилата - те се наричат интравитални - могат да се използват за оцветяване на живи клетки, но обикновено клетките трябва първо да бъдат фиксирани (с помощта на протеинови коагулиращи вещества) и едва след това да бъдат оцветени. Преди тестването клетките или парчетата тъкан обикновено се поставят в парафин или пластмаса и след това се нарязват на много тънки срезове с помощта на микротом. Този метод се използва широко в клиничните лаборатории за идентифициране на туморни клетки. В допълнение към конвенционалната светлинна микроскопия са разработени и други оптични методи за изследване на клетките: флуоресцентна микроскопия, фазово-контрастна микроскопия, спектроскопия и рентгенов дифракционен анализ.

Електронен микроскоп.

Електронният микроскоп има резолюция от прибл. 1-2 nm. Това е достатъчно за изследване на големи протеинови молекули. Обикновено е необходимо обектът да се оцвети и контрастира с метални соли или метали. Поради тази причина, а също и защото обектите се изследват във вакуум, само убитите клетки могат да бъдат изследвани с електронен микроскоп.

Ако към средата се добави радиоактивен изотоп, който се абсорбира от клетките по време на метаболизма, неговата вътреклетъчна локализация може да бъде открита с помощта на авторадиография. С този метод тънки срезове от клетки се поставят върху филм. Филмът потъмнява под тези места, където се намират радиоактивни изотопи.

Центрофугиране.

За биохимично изследване на клетъчните компоненти клетките трябва да бъдат унищожени – механично, химично или ултразвуково. Освободените компоненти се суспендират в течността и могат да бъдат изолирани и пречистени чрез центрофугиране (най-често в градиент на плътност). Обикновено такива пречистени компоненти запазват висока биохимична активност.

Клетъчни култури.

Някои тъкани могат да бъдат разделени на отделни клетки, така че клетките да останат живи и често да могат да се възпроизвеждат. Този факт категорично потвърждава идеята за клетката като жива единица. Гъбата, примитивен многоклетъчен организъм, може да бъде разделена на клетки, като се претрие през сито. След известно време тези клетки се свързват отново и образуват гъба. Животинските ембрионални тъкани могат да бъдат накарани да се дисоциират с помощта на ензими или други средства, които отслабват връзките между клетките. Американският ембриолог Р. Харисън (1879-1959) е първият, който показва, че ембрионалните и дори някои зрели клетки могат да растат и да се размножават извън тялото в подходяща среда. Тази техника, наречена клетъчно култивиране, е усъвършенствана от френския биолог А. Карел (1873-1959). Растителните клетки също могат да се отглеждат в култура, но в сравнение с животинските клетки те образуват по-големи бучки и са по-здраво свързани една с друга, така че тъканите се образуват, докато културата расте, а не отделни клетки. В клетъчната култура цяло възрастно растение, като например морков, може да бъде отгледано от една клетка.

Микрохирургия.

С помощта на микроманипулатор отделни части от клетката могат да бъдат премахнати, добавени или модифицирани по някакъв начин. Голяма клетка от амеба може да бъде разделена на три основни компонента - клетъчна мембрана, цитоплазма и ядро, след което тези компоненти могат да бъдат сглобени отново, за да образуват жива клетка. По този начин могат да се получат изкуствени клетки, състоящи се от компоненти на различни видове амеби. Ако вземем предвид, че изглежда възможно да се синтезират някои клетъчни компоненти изкуствено, тогава експериментите за сглобяване на изкуствени клетки може да са първата стъпка към създаването на нови форми на живот в лабораторията. Тъй като всеки организъм се развива от една клетка, методът за производство на изкуствени клетки по принцип позволява изграждането на организми от даден тип, ако в същото време се използват компоненти, малко по-различни от тези, открити в съществуващите клетки. В действителност обаче не е необходим пълен синтез на всички клетъчни компоненти. Структурата на повечето, ако не и на всички, компоненти на клетката се определя от нуклеиновите киселини. По този начин проблемът за създаване на нови организми се свежда до синтеза на нови видове нуклеинови киселини и тяхното заместване на естествени нуклеинови киселини в определени клетки.

Сливане на клетки.

Друг тип изкуствени клетки могат да бъдат получени чрез сливане на клетки от същия или различен вид. За да се постигне сливане, клетките са изложени на вирусни ензими; в този случай външните повърхности на две клетки са залепени заедно и мембраната между тях се разрушава и се образува клетка, в която два комплекта хромозоми са затворени в едно ядро. Възможно е да се слеят клетки от различни видове или на различни етапи на делене. С помощта на този метод беше възможно да се получат хибридни клетки от мишка и пиле, човек и мишка, човек и жаба. Такива клетки са хибридни само първоначално и след многобройни клетъчни деления те губят повечето от хромозомите от единия или от другия тип. Крайният продукт става, например, по същество клетка на мишка, в която няма или има само следи от човешки гени. От особен интерес е сливането на нормални и злокачествени клетки. В някои случаи хибридите стават злокачествени, в други не, т.е. и двете свойства могат да се проявят като доминиращи и рецесивни. Този резултат не е неочакван, тъй като злокачественото заболяване може да бъде причинено от различни фактори и има сложен механизъм.